基于Q算法的认证协议漏洞挖掘技术研究
2022年电子技术应用第10期
吕乐乐，董 伟，赵云飞，冯 志，李致成，张雅勤
华北计算机系统工程研究所，北京102209
摘要： 认证授权协议在不泄露用户口令的情况下允许第三方获取用户资源，解决了云平台下第三方授权问题，提高了用户的交互体验。但是协议在交互处理中的不确定性和复杂性导致其在实际应用时可能会存在逻辑漏洞。针对该问题提出一种模糊仿真方法，通过对协议交互过程进行模糊处理，利用协议实体动作的不确定性，发现协议的逻辑漏洞。同时，结合SA-Q强化学习算法训练智能体学习最优模糊策略，智能化挖掘漏洞。经过测试发现，相比于基本的Q学习算法，该方法的收敛速度提升了9.27%，使得模型在训练时更容易收敛，有效提高了漏洞的挖掘效率。
中图分类号： TN915.08
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222641
中文引用格式： 吕乐乐，董伟，赵云飞，等. 基于Q算法的认证协议漏洞挖掘技术研究[J].电子技术应用，2022，48(10)：63-68.
英文引用格式： Lv Lele，Dong Wei，Zhao Yunfei，et al. Research on the vulnerability mining technology of authentication protocol based on Q-learning[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(10)：63-68.
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222641
中文引用格式： 吕乐乐，董伟，赵云飞，等. 基于Q算法的认证协议漏洞挖掘技术研究[J].电子技术应用，2022，48(10)：63-68.
英文引用格式： Lv Lele，Dong Wei，Zhao Yunfei，et al. Research on the vulnerability mining technology of authentication protocol based on Q-learning[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(10)：63-68.
Research on the vulnerability mining technology of authentication protocol based on Q-learning
Lv Lele，Dong Wei，Zhao Yunfei，Feng Zhi，Li Zhicheng，Zhang Yaqin
National Computer System Engineering Research Institute of China，Beijing 102209，China
Abstract： The authentication and authorization protocol allows a third party to obtain user resources without disclosing the user password, solves the problem of third-party authorization under the cloud platform, and improves the user′s interactive experience. However, the uncertainty and complexity of the protocol in interactive processing may lead to logical loopholes in its practical application. To solve this problem, a fuzzy simulation method is proposed. By fuzzy processing the protocol interaction process, the logical loopholes of the protocol are found by using the uncertainty of the action of the protocol entity. At the same time, combined with SA-Q reinforcement learning algorithm, the agent is trained to learn the optimal fuzzy strategy and mine the loopholes intelligently. After testing, it is found that compared with the basic Q-learning algorithm, the convergence speed of this method is improved by 9.27%, which makes the model easier to converge during training and effectively improves the efficiency of vulnerability mining.
Key words : authentication authorization protocols；logical vulnerabilities；fuzzy simulation；Q reinforcement learning algorithms
0 引言
随着互联网技术的不断发展，网络应用已经融入现实生活的方方面面。为了登录不同的网络应用，用户需要注册不同网站的账号信息[1]，并维护相应网站的账号和口令，低效而麻烦。认证授权协议允许第三方服务在无需用户提供账户和口令的情况下访问用户的私有资源，解决了当前开放云平台下的第三方授权问题，提高了用户的体验。但是当前网络环境复杂多样，且协议实体之间的交互存在着复杂的关系和制约，使得认证协议在交互处理中存在不确定性。因此，协议在实际使用时可能存在安全漏洞[2]，攻击者会利用协议本身的逻辑缺陷对信息系统进行攻击。
针对协议进行安全性分析是揭示协议缺陷和安全漏洞的重要方法。模糊测试是进行漏洞挖掘的常规方法[3]，其本质是变异报文字段取值，而非变异协议本身逻辑，因而只能发现协议编码实现的漏洞，不能发现协议逻辑上的漏洞。形式化方法是寻找协议逻辑缺陷的重要方法，其主要通过形式化分析工具对目标系统进行形式化建模[4]，但期间若存在较复杂的逻辑影响因素(如时延)，会使模型变得非常复杂，一方面可能会产生失真，另一方面可能会出现状态空间爆炸问题[5]。
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作者信息：
吕乐乐，董 伟，赵云飞，冯 志，李致成，张雅勤
(华北计算机系统工程研究所，北京102209)
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